CN101825978B - 触控输入装置 - Google Patents

Abstract

一种触控输入装置，其包括一基板以及多个触控感测条。基板具有一平面，而这些触控感测条皆配置于平面上，并且彼此并列。各个触控感测条包括多个感测电极，而各个触控感测条的这些感测电极彼此电性串联。各个感测电极各具有一顶面，而在各个触控感测条中，至少二顶面的面积彼此不相等。

Description

触控输入装置

技术领域

本发明是有关于一种输入装置，且特别是关于一种触控输入装置。

背景技术

现今许多电子设备(electronic equipment)，例如手机、个人数字助理器(Personal Digital Assistant，PDA)与全球定位导航器(GlobalPositioning System nayigation，GPS navigation)等手持电子装置以及计算机等，通常需要透过键盘、鼠标或触控面板(touch panel)等输入装置来操作，其中触控面板能与电子设备的屏幕整合成一触控式屏幕(touch screen)而被广泛地采用。

图1A为公知一种触控面板的俯视示意图，而图1B是图1A中线I-I的剖面示意图。请参阅图1A与图1B，公知的触控面板100包括一透明玻璃板110、多个纵向导电条(vertical conductive strip)120、多个横向导电条(horizontal conductive strip)130、一芯片(chip)140以及多条周边走线(peripheral trace)150。

透明玻璃板110具有一上表面112与一下表面114，且下表面114相对于上表面112，其中这些纵向导电条120与这些周边走线150皆配置在上表面112上，而这些横向导电条130皆配置在下表面114上，如图1B所示。

承上述，纵向导电条120与横向导电条130皆为透明的铟锡氧化物膜层(Indium Tin Oxide film，ITO film)，且纵向导电条120与横向导电条130分别具有多个导电层122、132，其中任一个纵向导电条120中的导电层122皆彼此电性连接，而任一个横向导电条130中的导电层132皆彼此电性连接。周边走线150电性连接芯片140、纵向导电条120与横向导电条130，让芯片140能透过周边走线150而电性连接纵向导电条120与横向导电条130。当一触控笔P1接触上表面112或导电层122时，触控笔P1所对应的纵向导电条120或横向导电条130的电容值会改变，而芯片140会根据改变的电容值，知道触控笔P1的位置，以控制电子设备，让使用者得以从触控面板100操作电子设备。

一般而言，纵向导电条120与横向导电条130二者的数量越多，触控面板100的精确度越高，即触控面板100能更准确地侦测到触控笔P1的位置。然而，大量的纵向导电条120与横向导电条130却也造成周边走线150的数量大幅增加，以至于透明玻璃板110必须提供更大面积的上表面112来容纳数量众多的周边走线150。

现今的手持电子装置与计算机等电子设备都朝向小体积的趋势而发展，而为了满足此趋势，透明玻璃板110的面积必须缩小，但是触控面板100需要大量的周边走线150来维持或提高触控面板100的精确度，以至于透明玻璃板110的上表面112为了容纳大量的周边走线150而无法缩小面积，造成目前的触控面板100难以满足现今电子设备朝向小体积发展的趋势。

发明内容

本发明提供一种触控输入装置，以减少其所需要的周边走线的数量。

本发明提出一种触控输入装置，其包括一基板以及多个触控感测条。基板具有一平面，而这些触控感测条皆配置于平面上，并且彼此并列。各个触控感测条包括多个感测电极，而各个触控感测条的这些感测电极彼此电性串联，其中各个感测电极各具有一顶面，而在各个触控感测条中，至少二个感测电极的顶面的面积彼此不相等。

在本发明一实施例中，在各个触控感测条中，任二个顶面的面积总和不等于另外二个顶面的面积总和。

在本发明一实施例中，上述平面具有一第一侧边缘与一第二侧边缘，而第一侧边缘相对于第二侧边缘。这些触控感测条从第一侧边缘朝向第二侧边缘延伸，而其中一个触控感测条的各个顶面的面积是从第一侧边缘朝向第二侧边缘递增。

在本发明一实施例中，其中另一个触控感测条的各个顶面的面积是从第一侧边缘朝向第二侧边缘递减。

在本发明一实施例中，这些感测电极为至少一金属膜层或至少一透明导电膜层，而这些透明导电膜层的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物(IndiumZinc Oxide film，IZO film)。

在本发明一实施例中，上述基板与这些触控感测条整合成一印刷电路板。

在本发明一实施例中，各个触控感测条还包括至少一条接线，而各个接线电性连接于相邻二感测电极之间。

在本发明一实施例中，这些接线为至少一条金属线或至少一条透明导电线，透明导电线的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

在本发明一实施例中，上述触控输入装置还包括多条周边走线。这些周边走线皆配置于平面上，并且分别电性连接这些触控感测条。

在本发明一实施例中，上述触控输入装置还包括一芯片。芯片配置于平面上，而这些周边走线电性连接于芯片与这些触控感测条之间，并皆位在芯片与这些触控感测条之间。

基于上述，由于各个触控感测条中，至少二个感测电极的顶面的面积彼此不相等，因此在同一个触控感测条中，各个感测电极所产生的电容值彼此不同。当触控笔或手指与本发明的触控输入装置接触时，透过上述电容值，本发明不仅能判断出触控笔或手指的所在位置，同时更能在维持或提高精确度的条件下，减少周边走线的数量，满足现今电子设备朝向小体积发展的趋势。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下。

附图说明

图1A为公知一种触控面板的俯视示意图。

图1B是图1A中线I-I的剖面示意图。

图2A为本发明一实施例的触控输入装置的俯视示意图。

图2B是图2A中线J-J的剖面示意图。

具体实施方式

图2A为本发明一实施例的触控输入装置的俯视示意图，而图2B是图2A中线J-J的剖面示意图。请参阅图2A与图2B，本实施例的触控输入装置200能应用于电子设备的操作，其中触控输入装置200可以是一种触控面板，其能与多种电子设备的屏幕整合成触控式屏幕；或者，触控输入装置200也可以是一种触控垫(touchpad)。

上述电子设备可以是手机、个人数字助理器、全球定位导航器(GPSnavigation)、数字音讯播放器(Digital Audio Player，DAP，其例如是MP3播放器)或掌上型游乐器等手持电子装置；或者是计算机，例如桌上型计算机(desktop computer)、笔记型计算机(laptop)、工业计算机或超级移动计算机(Ultra-Mobile PC，UMPC)；或是提款机、收款机或大型游戏机(arcadegame)等。

触控输入装置200包括一基板210与多个触控感测条220，其中基板210具有一平面212，而这些触控感测条220皆配置于平面212上，并且彼此并列。当触控输入装置200为触控面板时，基板210可以是一种透明板，其材料包括玻璃等透明材料。不过，当触控输入装置200为触控垫时，基板210可以一种不透明板，且基板210与触控感测条220可整合成一块印刷电路板(PrintCircuit Board，PCB)。因此，基板210不见得是透明的。

承上述，这些触控感测条220皆沿着一方向X延伸。详细而言，基板210的平面212具有一第一侧边缘212a以及一第二侧边缘212b，其中第一侧边缘212a相对于第二侧边缘212b，而方向X是从第一侧边缘212a指向第二侧边缘212b，所以触控感测条220皆从第一侧边缘212a朝向第二侧边缘212b延伸。

各个触控感测条220包括多个感测电极222以及多条接线224，其中各个触控感测条220的这些感测电极222沿着方向X排成一列，即感测电极222是沿着触控感测条220的延伸方向排成一列，而各个接线224电性连接于相邻二感测电极222之间，以使同一个触控感测条220的这些感测电极222彼此电性串联。此外，这些接线224可以是多条金属线或多条透明导电线，而透明导电线的材料可以包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

各个感测电极222各具有一顶面222a，而各个触控感测条220中的至少二个顶面222a的面积彼此不相等，其中这里所谓的不相等是指：当以肉眼直接观看这些感测电极222，或是使用光学显微镜来观看这些感测电极222时，一般人可以很明显地看出同一个触控感测条220中的至少二个顶面222a的面积是彼此不相等。换句话说，从外观来看，至少二个顶面222a的面积明显互不相同。

在图2A所示的实施例中，其中一个触控感测条220的各个顶面222a的面积是从第一侧边缘212a朝向第二侧边缘212b递增(例如图2A所示的最上面的触控感测条220)，而另一个触控感测条220的各个顶面222a的面积是从第一侧边缘212a朝向第二侧边缘212b递减(例如图2A中，从上面数来第二个触控感测条220)。

在各个触控感测条220中，任二个顶面222a的面积总和不等于另外二个顶面222a的面积总和。另外，虽然图2A所示的顶面222a的形状皆为矩形，但在其它未绘示的实施例中，顶面222a的形状也可以是圆形、菱形或三角形等，故图2A所示的顶面222a的形状并非限定本发明。

在本实施例中，这些感测电极222可以是多个金属膜层或多个透明导电膜层，其中透明导电膜层的材料可包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。详细而言，当触控输入装置200为触控面板，而基板210为透明板时，感测电极222可以是透明导电膜层。当触控输入装置200为触控垫，而基板210为不透明板时，感测电极222可以是金属膜层。

触控输入装置200可还包括一保护层230，其配置于平面212上，且保护层230覆盖这些触控感测条220。如此，保护层230能保护触控感测条220，以避免遭到刮伤。此外，保护层230可以是透明的，并可为绝缘体，例如保护层230的材料为玻璃，或是聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethylmethacrylate，PMMA，又称为压克力)等高分子材料，所以触控输入装置200不仅能应用在触控式屏幕中，同时触控感测条220不会因为保护层230而发生短路。

触控输入装置200可以还包括多条周边走线240以及一芯片250，而这些周边走线240与芯片250皆配置于平面212上。这些周边走线240皆位在芯片250与这些触控感测条220之间，并分别电性连接这些触控感测条220，而芯片250电性连接所有周边走线240，也就是这些周边走线240电性连接于芯片250与这些触控感测条220之间。

触控输入装置200可以透过触控笔P2(如图2B所示)或手指来操作，其中触控笔P2可以是一种电容笔。当触控笔P2或手指接触于触控输入装置200时，触控笔P2或手指所对应的感测电极222会产生一电容值，而芯片250能根据此电容值，判断出触控笔P2或手指在平面212上的所在位置，让使用者能透过触控输入装置200来操作计算机或手持电子装置等电子设备。

各个感测电极222的顶面222a的面积通常小于触控笔P2或手指在平面212上所占据的面积。因此，当触控笔P2或手指与触控输入装置200接触时，触控笔P2或手指会完全遮盖至少一个感测电极222，以产生上述电容值。根据基本的电学原理，此电容值与顶面222a的面积大小成正比，即触控笔P2或手指所对应的顶面222a具有越大的面积，电容值会越大。反之，触控笔P2或手指所对应的顶面222a具有越小的面积，电容值会越小。

由于各个触控感测条220中的至少二个顶面222a的面积彼此不相等，因此在同一个触控感测条220中，各个感测电极222所产生的电容值彼此不同，即各个感测电极222所对应的电容值都不一样，而透过来自各个触控感测条220的不同电容值，芯片250能得知触控笔P2或手指所对应的感测电极222，进而判断出触控笔P2或手指的所在位置。

另外，由于在各个触控感测条220中，任二个顶面222a的面积总和不等于另外二个顶面222a的面积总和，因此即使至少二支触控笔P2或至少二根手指都与触控输入装置200接触，并都对应同一个触控感测条220，芯片250仍可正确地辨别出这二支触控笔P2或这二根手指的所在位置。由此可知，触控输入装置200也能应用于可供使用者多点触控的输入接口(inputinterface)，例如虚拟键盘。

综上所述，由于各个触控感测条中，至少二个感测电极的顶面的面积彼此不相等，因此在同一个触控感测条中，各个感测电极所产生的电容值彼此不同，而根据来自触控感测条的不同电容值，本发明的触控输入装置能判断出触控笔或手指的所在位置，进而控制电子设备。

其次，相较于公知技术而言，透过上述不同的电容值，本发明可以仅采用单一方向延伸的触控感测条，而不需要同时采用二种延伸方向不同的触控感测条(如图1A所示的纵向导电条120与横向导电条130)。由此可知，本发明能在维持或提高精确度的条件下，减少周边走线的数量，让基板的面积得以缩小，进而满足现今电子设备朝向小体积发展的趋势。

再者，在本发明的一实施例中，在各个触控感测条中，任二个感测电极所具有的顶面的面积总和不等于另外二个感测电极所具有的顶面的面积总和，所以即使至少二支触控笔或至少二根手指都对应到同一个触控感测条，本发明能正确地辨别出这些触控笔或手指的所在位置，同时还可以防止发生鬼点(ghost point)的情形，让使用者透过本发明的触控输入装置可以顺利地操作电子设备。

虽然本发明以较佳实施例公开如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，所作更动与润饰的等效替换，仍为本发明的权利要求保护范围内。

Claims (9)

1.一种触控输入装置，其特征在于，包括：

一基板，具有一平面；以及

多个触控感测条，皆配置于该平面上，并且彼此并列，各该触控感测条包括多个感测电极，而各该触控感测条的该些感测电极彼此电性串联，其中各该感测电极各具有一顶面，而在各个触控感测条中，任二个顶面的面积总和不等于另外二个顶面的面积总和。

2.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，该平面具有一第一侧边缘与一第二侧边缘，该第一侧边缘相对于该第二侧边缘，该些触控感测条从该第一侧边缘朝向该第二侧边缘延伸，而其中一个触控感测条的各该顶面的面积是从该第一侧边缘朝向该第二侧边缘递增。

3.如权利要求2所述的触控输入装置，其特征在于，与所述其中一个触控感测条相邻的另一个触控感测条的各该顶面的面积是从该第一侧边缘朝向该第二侧边缘递减。

4.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，该些感测电极为至少一金属膜层或至少一透明导电膜层，而该透明导电膜层的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

5.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，该基板与该些触控感测条整合成一印刷电路板。

6.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，各该触控感测条还包括至少一条接线，而各该接线电性连接于相邻二感测电极之间。

7.如权利要求6所述的触控输入装置，其特征在于，该些接线为至少一条金属线或至少一条透明导电线，而该透明导电线的材料包括铟锡氧化物或铟锌氧化物。

8.如权利要求1所述的触控输入装置，其特征在于，还包括多条周边走线，该些周边走线皆配置于该平面上，并且分别电性连接该些触控感测条。

9.如权利要求8所述的触控输入装置，其特征在于，还包括一芯片，该芯片配置于该平面上，而该些周边走线电性连接于该芯片与该些触控感测条之间，并且该些周边走线皆位于该芯片与该些触控感测条之间。

Images